Программа элективного курса «Биофизика»



Скачать 343.37 Kb.
страница1/3
Дата07.01.2013
Размер343.37 Kb.
ТипПрограмма
  1   2   3
Программа элективного курса « Биофизика» в 9 классе

Цели курса:

  1. Социально-психологическая: Формирование деятельностной способности учащихся, коммуникативных умений. Самоопределение в выборе направления дальнейшего образования.

  2. Академическая: Расширить представления учащихся об окружающем мире; удовлетворить интерес к явлениям и процессам, происходящим в организме человека.

Задачи: Создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора естественнонаучного профиля обучения, путём знакомства школьников с особенностями естественно-научной исследовательской деятельности на материале курса.

Программа курса предназначена для учащихся 9 класса, выбирающих дальнейший профиль обучения, и рассчитана на 17 часов. Она состоит из трёх блоков: биомеханика, электродинамика и медицина, физика человеческого глаза. В программе используются знания учащихся таких тем, как механика, электродинамика, оптика. Прослеживается связь физики с биологией, медициной, математикой.

Курс “Биофизика” направлен на удовлетворение познавательных интересов учащихся в области выходящей за рамки учебной программы физики, на оказание помощи в выборе профиля обучения в старшей школе. В курсе устанавливается связь между физическими законами и человеческим организмом, процессами, происходящими в нём. Курс содержит лабораторные работы исследовательского характера, самостоятельную работу учащихся при выполнение учебных проектов.

Предусматривается групповая и индивидуальная работа учащихся. За основу взят принцип деятельностного подхода обучения школьников с учётом принципа вариативности. При использовании групповой работы делается акцент на принцип психологической комфортности.

Главным содержанием курса является естественнонаучная исследовательская деятельность. Она включает в себя такие элементы, как наблюдение, измерение, выдвижение гипотез, экспериментирование, математическая обработка данных, анализ информационных источников, а также предполагается использование коммуникативных умений (сотрудничество при работе в группе, культуру ведения дискуссии, презентации результатов). Другая важная особенность курса – его интегративность, междисциплинарный характер содержания. Это с одной стороны показывает учащимся универсальный характер естественнонаучной деятельности, а с другой – способствует устранению психологических барьеров, мешающих школьникам видеть общее в разных областях знания, безбоязненно осваивать новые сферы деятельности.


В результате изучения курса, помимо формирования собственной позиции относительно выбора профиля, ученики смогут освоить следующие умения:

  • строить план исследования,

  • фиксировать эмпирические данные,

  • проводить эксперименты (наблюдения), позволяющие выявить новые характеристики явления,

  • сотрудничать с товарищами, работать в исследовательской группе,

  • представлять результаты работы в форме короткого сообщения с использованием визуальных средств демонстрации (графиков, диаграмм, рисунков).

Содержание программы.

Введение (1 час)

  • Значение для человека знаний по биологии, биофизике, медицинской физики.

Биомеханика (7 часов)

  • Рассмотрение некоторых вопросов биомеханики: раздела биофизики, в котором рассматриваются механические свойства живых тканей и органов, а также механические явления, происходящие как с целым организмом, так и с его органами. Эргометрия.

  • Физиологическая акустика, изучающая устройство и работу звуковоспринимающих и звукообразующих органов человека и животных.

Физический практикум

  • Определение максимальной скорости движения пальцев.

  • Оценка плотности костной ткани методом гидростатического взвешивания.

  • Определение мощности сердца человека.

  • Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы.

Физика человеческого глаза (4 часа)

  • Оптическая система глаза и некоторые её особенности. Бинокулярность. Цветовое зрение. Зрительные иллюзии.

Физический практикум

  • Определение разрешающей способности глаза.

  • Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаза.

  • Сборка трубы Галилея.

 Электродинамика и медицина (3 часа)

  • Собственные физические поля организма человека: низкочастотные электрические и магнитные. Инфракрасное излучение.

  • Физические основы электрокардиографии, магнитобиологии, иреографии.

  • Изучение электропроводимости биологических тканей.

Защита проектов (2 часа)

Темы проектов.

  1. Влияние инфразвука на организм человека.

  2. Применение ультразвука в медицине.

  3. Шумовое загрязнение.

  4. Степень вредного влияния сотовой связи.

  5. Использование лазеров в медицине.

  6. Магнитное поле на службе медицины.

Тематическое планирование

п\п

Тема

Количество часов

Форма проведения

1

Введение. Некоторые вопросы биомеханики

1

Лекция

2

Механические свойства живых тканей и органов

1

Лекция

3

Эргометрия

1

Лекция

4

Физиологическая акустика

1

Лекция

5

Определение максимальной скорости движения пальца руки

1

Лабораторная работа.

6

Оценка плотности костной ткани методом гидростатического взвешивания

1

Лабораторная работа

7

Определение мощности работы сердца

1

Лабораторная работа

8

Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы

1

Лабораторная работа

9

Физика человеческого глаза

1

Конференция

10

Определение разрешающей способности глаза

1

Лабораторная работа

11

Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаза

1

Лабораторная работа

12

Сборка трубы Галилея

1

Лабораторная работа

13

Собственные физические поля организма человека

1

Лекция

14

Физические основы магнитобиологии, электрокардиографии

1

Лекция

15

Электропроводимость биологических тканей

1

Лекция

16

Защита проектов

2

Презентация

Литература для учителя

  1. А.Н.. Ремизов и др. Медицинская и биологическая физика – М. Дрофа, 2004.

  2. В.В. Антонов. Биофизика – М. Арктос-Викапресс, 2000

  3. Дж.Б. Мерион. Физика с биологическим содержанием – М.. Высшая школа, 1986.

  4. Методические указания для выполнения лабораторных работ по физике, Воронеж 2003.

Литература для учащихся

  1. А. В. Пёрышкин, и др. Факультативный курс физики, М. “Просвещение”, 1980.

  2. И. И. Клюкин, Удивительный мир звука, Ленинград “Судостроение”, 1986.

  3. Б. Ф. Бильмович. Световые явления вокруг нас – М. “Просвещение”, 1986.

  4. М. Б. Беркинблит. Е. Г. Глагольева. Электричество в живых организмах, М. “Наука”, 1988.

Приложение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаз.
ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ: миллиметровая бумага, линейка, рейка, таблицы Брадиса или калькулятор.

ТЕОРИЯ. Поле зрения глаза – это угол максимального видения γ. Поле зрения у человека по вертикали и горизонтали отличается. Каждый глаз видит в горизонтальном направлении примерно в пределах 120 – 130градусов, оба угла почти перекрываются. Поле зрения неподвижного глаза около 60◦ по горизонтали и около 130◦ по вертикали.

Для определения поля зрения на линейке длиной а = 50см нанесите три метки – одну в центре и две в крайних точках. Приближая линейку к глазу, измерьте минимальное расстояние b, когда глаз видит обе крайние метки. Рассчитайте по формуле:

tgα = a/2b; γ = 2α

ХОД РАБОТЫ

  1. Установите перед правым глазом линейку в горизонтальном положении и, приближая её, наблюдайте центральную и крайние метки. Определите минимальное расстояние b, на котором ещё видны обе метки. Повторите опыт 2-3 раза и рассчитайте среднее значение.

  2. Повторите опыт для левого глаза.

  3. Рассчитайте поле зрения каждого глаза.

  4. Результаты занесите в таблицу. Сделайте вывод о горизонтальном поле зрения.



глаз

а, см

b, см

α

γ

левый













правый













5-8. Аналогично п. 1-4, но линейку устанавливайте в вертикальном положении.

(Данные всех групп записываются на доске, делают выводы.)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Определение разрешающей способности глаза.

ОБОРУДОВАНИЕ: игла, миллиметровая бумага, белая бумага, рулетка, штангенциркуль.

ТЕОРИЯ. Разрешающая способность глаза как оптической системы зависит от диаметра зрачка. Если перед глазом расположен непрозрачный экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра зрачка, то разрешающая способность глаза уменьшается вследствие дифракции света на отверстии.

Для проведения исследования необходимо подготовить объект наблюдения – непрозрачный экран в виде полосы миллиметровой бумаги, в которой следует проколоть иглой ряд отверстий диаметром 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2 мм, и лист бумаги с двумя чёрными точками, расположенными на расстоянии 1 мм одна от другой. Выполнять работу удобнее вдвоём. Один наблюдает через отверстие в экране чёрные точки, а второй измеряет максимальное расстояние от глаза наблюдателя до этого листа, при котором через данное отверстие две точки ещё видны раздельно.

ХОД РАБОТЫ.

  1. Установите перед правым глазом экран из миллиметровой бумаги и наблюдайте через отверстие диаметром 0,3 мм в экране 2 точки на листе бумаги, находящиеся на расстоянии l = 1 мм. Определите максимальное расстояние R, на котором две точки ещё не сливаются в одну, а видны раздельно.

  2. Такие же наблюдения выполните с отверстиями диаметром 0,5; 1; 1,5; 2 мм.

  3. Вычислите минимальное угловое расстояние между точками (разрешающую способность) при наблюдении через отверстия диаметром 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2 мм по формуле φ = l / R (рад).

φ = l /2πR * 360 = l /2πR * 360*60`=3438* l /R угл. мин.

  1. Результаты занесите в таблицу. Сделайте вывод о разрешающей способности глаза.

Диаметр отверстия, мм

Расстояние между точками l , мм

Расстояние R до точек, мм

Разрешающая способность φ, угл. мин.

0,3










0,5










1










1,5










2










ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Определение максимальной скорости движения пальца руки.

Используя ластик и линейку, определите максимальную скорость движения пальца своей руки.

УКАЗАНИЯ. Для определения максимальной скорости движения пальца руки измерьте максимальную скорость, которую палец может сообщить телу небольшой массы, например ластику. Для этого, положив ластик на край стола, щёлкните по нему пальцем и заметьте точку падения ластика на пол. Измерив, максимальное расстояние s от стола до места падения ластика, полученное в результате нескольких опытов, определите дальность полёта в горизонтальном направлении (рис. 1).

Скорость ν ластика вычислите по формуле:

ν = s/t,

предварительно определив время t падения ластика. Его можно найти, измерив высоту стола Н и используя формулу:

Н =gt²/2, откуда t = √2H/g.

Для скорости окончательно получим:


ν =




Максимальную высоту полёта ластика можно измерить, определив самый низкий уровень расположения руки, при котором вам в результате щелчка пальца удаётся добросить ластик до потолка.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы.

ОБОРУДОВАНИЕ: два секундомера.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

  1. В эксперименте должны участвовать два экспериментатора: испытуемый и контролёр. Для проведения опытов используют два секундомера. Сначала экспериментатор – испытуемый, время реакции которого необходимо измерить, берёт секундомер № 1, а экспериментатор – контролёр берёт секундомер № 2. Оба экспериментатора готовятся к запуску секундомеров и располагаются рядом так, чтобы секундомер экспериментатора – контролёра был виден экспериментатору – испытуемому. Первым запускает свой секундомер (№ 2) контролёр, а испытуемый должен запустить свой секундомер (№ 1) в тот момент, как увидит движение стрелки секундомера № 2.

  2. После запуска секундомеров таким способом испытуемый и контролёр обмениваются секундомерами и производят остановку секундомеров в том же порядке, в каком был осуществлён их запуск: контролёр останавливает секундомер № 1, а испытуемый секундомер № 2 в момент, когда заметит остановку стрелки секундомера № 1.

Так как из-за существования времени реакции испытуемый запустил секундомер № 1 с опозданием на время реакции t .

Однако после обмена секундомерами испытуемый опоздал с остановкой секундомера № 2 ещё интервал времени t, так что общая разница в показаниях секундомеров равна удвоенному времени реакции испытуемого:



О


t - t
тсюда время t реакции испытуемого на световой сигнал определится выражением:


2
t =

Г

де t – время реакции испытуемого, - показания секундомеров. Измерения необходимо повторить трижды и определить среднее значение времени реакции.

  1. Для определения времени реакции на звуковые сигналы проводят аналогичные измерения, однако испытуемый при этом не должен видеть второй секундомер. Запуск секундомера № 1 и остановку секундомера № 2 он должен осуществлять по звуковому сигналу, которым может служить щелчок секундомера, запускаемого или останавливаемого экспериментатором – контролёром.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .

1.С какой целью в опыте после запуска секундомеров испытуемый и контролёр меняются секундомерами?

2.Как изменяются результаты и почему, если обмен секундомерами не производить?

Лабораторная работа.

Определение мощности работы сердца.

Цель: рассчитать мощность своего сердца

Оборудование: прибор для измерения артериального давления, секундомер.

Известные величины и соотношения: плотность крови 1,05*10³кг\м³, скорость крови 0,5м\с, 1ммрт.ст.=133Па, Vц=60мл – ударный объём крови,ţ=0,3с – время одного сокращения сердца, Апр=0,2Алев. – связь работы правого и левого желудочков.

За 1мин. сердце в покое прокачивает 5л крови, при нагрузке – 15л крови.

Средняя мощность сердца вычисляется по формуле: Рср.=А\ţ=6Vц\5ţ(Р+ρư²\2)

Ход работы.

1.Подготовьте в тетради таблицу отчёта.

2. Измерьте своё давление. Рассчитайте среднее давление по формуле:

Рср=(Рв+Рн)\2

где Рв – верхнее артериальное давление, Рн – нижнее артериальное давление.

  1. Получите формулу нахождения мощности сердца.

А=Апр+Апев, Алев=Аı+А2 Аı=Fl=РSl=РVц А2=0,5mu²=0,5РVцu²

Алев=Vц(Р+0,5ρu²) Апр=0,2Алев=0,2Vц(Р+0,5ρu²)

Рср=А\ţ=6Vц\5ţ(Р+ρu²\2)

Апр –работа правых желудочка и предсердия, Алев – работа левых желудочка и предсердия, А2 – сообщение крови дополнительной кинетической энергии при выходе из сердца, А – работа сердца за один такт.

4.Рассчитайте необходимые величины и занесите их в таблицу.

5.Оцените погрешность результатов.

6.Сделайте вывод.



Рв,Па

Рн,Па

Р,Па

ρ,кг\м³

u,м\с

А,Дж

ţ,с

Рср,Вт




























Дополнительные задания.

  1. Найдите высоту, на которую необходимо поднять человека массой 70кг, совершив работу, по величине равную вашей работе сердца.

  2. Рассчитайте работу сердца в состоянии покоя Ап и после 20 приседаний Ар. Данные занесите в таблицу.



Т,с

N

ţı=ţ\N

Ап,Дж

Ар,Дж





















3.Рассчитайте, сколько крови перекачивает ваше сердце за 50 лет (в железнодорожных цистернах).

Лабораторная работа.
  1   2   3

Похожие:

Программа элективного курса «Биофизика» iconПрограмма элективного курса Обсуждено на заседании методического объединения
Программа элективного курса для предпрофильной подготовки учащихся по биологии (9 класс)
Программа элективного курса «Биофизика» iconКузьмин Дмитрий Александрович 2005 пояснительная записка программа элективного курса «Экология в моей жизни» объемом 16 часов адресована учащимся 9 класса программа
Программа элективного курса «Экология в моей жизни» объемом 16 часов адресована учащимся 9 класса. Программа данного ориентационного...
Программа элективного курса «Биофизика» iconПояснительная записка Цели и задачи элективного курса
Приложение Программа элективного курса предпрофильной подготовки и профильного обучения «Из истории военного искусства»
Программа элективного курса «Биофизика» iconРабочая программа элективного курса по химии
Основной целью изучения данного элективного курса является расширение научного кругозора обучающихся профильного естественно-математического...
Программа элективного курса «Биофизика» iconПрограмма элективного курса по обществознанию. Глобальный мир в XXI веке Программа элективного курса по обществознанию
А. Н. Иоффе «Обществознание. Глобальный мир в 21 веке», издательство «Просвещение», 2008 год и включает в себя: пояснительную записку,...
Программа элективного курса «Биофизика» iconПояснительная записка Программа элективного курса «Здоровье, красота и химия»
Программа элективного курса «Здоровье, красота и химия» предназна­чена для учащихся 9-го класса и носит межпредметный характер
Программа элективного курса «Биофизика» iconПрограмма элективного курса «Микрокосмос»
Программа предназначена для изучения элективного курса «Микрокосмос» в школах для факультативного обучения, кружковой работы и рассчитана...
Программа элективного курса «Биофизика» iconПрограмма элективного курса по математике для учащихся 10-го класса "Погружение в тригонометрию"
Кроме того, с переносом материала по тригонометрии в 10 класс возник значительный дефицит времени для детального изучения тонкостей...
Программа элективного курса «Биофизика» iconПояснительная записка Программа элективного курса «Медицинская география»
Программа элективного курса «Медицинская география» предназначенная для учащихся 9 класса, рекомендуется для учащихся планирующих...
Программа элективного курса «Биофизика» iconПрограмма элективного курса «Нанотехнологии: когда размер имеет значение»
Нанотехнологии это не просто количественный, а качественный скачок от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами. О том,...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org